光谱传感技术结合新型校正策略用于复杂体系的定量分析研究

摘要

荧光光谱和表面增强拉曼光谱均具有强大的分析检测能力。但是当它们用于复杂体系中待测物质的定量分析时，往往会受到一些因素(如杂质干扰、测试条件、样本物理性质)变化的影响，而导致其定量结果的准确度不理想。因此消除这些干扰因素的影响，对于提高复杂体系的荧光和SERS定量分析结果的准确度至关重要。近年来，本课题研究小组提出了能够有效消除多种复杂因素变化对波谱定量分析结果不利影响的波谱形变定量理论(spectral shape deformation quantitative theory，SSD)和基于探针技术的广义标准加入多元校正策略(generalized standard addition multivariate calibration strategy based on probe technology，GMSAprobe)。本论文尝试将这两种新型校正策略分别与SERS技术和荧光传感检测技术结合用于复杂体系定量分析的研究。主要研究内容如下：　　本论文的第二章将SSD校正模型与SERS技术相结合，以消除SERS增强基底物理性质等因素的变化等对SERS定量分析结果的影响，成功地实现了药片、血清以及血浆样本中5-氟胞嘧啶(5-FC)的准确定量检测。　　本论文的第三章将核酸外切酶III辅助信号放大技术与基于探针技术的目标捕捞策略相结合，开发了一种简单且通用的短链DNA的检测方法，并将该方法与GMSAprobe模型相结合，用于Hela、Jurkat和Ramos细胞裂解液中MnSODDNA的检测。实验结果表明：该方法与GMSAprobe策略结合能有效消除复杂体系中背景干扰和基质效应，从而实现实际生物样本中目标DNA准确测定，其加标回收率在90.2~111.2%之间，检测限约为0.42pM。　　本论文的第四章进一步考察了第三章所发展方法的应用潜力，并通过采用增加目标捕捞次数来进一步降低检测限，以实现细胞中miRNA的灵敏检测。实验结果表明：该方法对KH-2和BRSA-2B细胞中miRNA-155的检测限约为36fM，其定量分析结果的回收率在96.2~105%范围内，与qRT-PCR方法定量结果的准确度基本一致。该实验结果再次表明本论文第三章所提出的检测方法具有良好的通用性、以及对复杂生物样本中可能存在的荧光干扰物具有良好的抵抗力。

目录

声明

第 1 章 绪 论

1.1 化学计量学简介

1.2 拉曼光谱技术

1.2.1 拉曼光谱

1.2.2 表面增强拉曼光谱

1.2.3 化学计量学在 SERS 定量分析中的应用

1.3 荧光光谱分析技术

1.3.1 荧光光谱分析

1.3.2 化学计量学在荧光定量分析中的应用

1.4 本论文的立项意义与研究内容

第2章 SSD校正模型结合SERS技术用于5-氟胞嘧啶的定量分析

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂及药品

2.2.2 金纳米颗粒的制备

2.2.3 样本的制备

2.2.4 数据的采集

2.2.5 数据分析

2.3 结果与讨论

2.3.1 内标物质的选取及其浓度的优化

2.3.2 AuNPs 粒径和浓缩倍数的优化

2.3.3 药片中 5-氟胞嘧啶的定量分析

2.3.4 血清和血浆中 5-氟胞嘧啶的定量分析

2.4 小结

第 3 章 核酸外切酶 III 辅助信号放大技术结合目标捕捞策略用于DNA的检测

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 试剂及药品

3.2.2 实际样的预处理

3.2.3 将捕获探针修饰在金片上

3.2.4 样本制备和荧光测量

3.2.5 数据分析

3.3 结果与讨论

3.3.1 DNA 的检测原理

3.3.2 可行性分析

3.3.3 实验条件优化

3.3.4 特异性分析

3.3.5 细胞裂解液中 MnSOD DNA 的定量分析

3.4 小结

第 4 章 核酸外切酶 III 辅助信号放大技术结合重复捕捞策略用于microRNA的检测

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 材料和化学药品

4.2.2 细胞培养和 miRNA 提取

4.2.3 将捕获探针修饰在金片上

4.2.4 样本制备和荧光测量

4.2.5 数据分析

4.3 结果与讨论

4.3.1 miRNA 的检测原理

4.3.2 可行性分析

4.3.3 条件优化

4.3.4 线性范围

4.3.5 特异性分析

4.3.6 两种不同类型细胞样本中 miRNA-155 的定量分析

4.4 小结

结 论

参考文献

附录 A 攻读硕士学位期间发表论文

致 谢